7/26/2019 TEMA 24. Mecanizado y Mantenimiento

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TEMA 27:

Tecnologa del corte por arranque de viruta: el fenmeno de laformacin de la viruta en cada tipo de mecanizado. Parmetros que lo definen,relacin entre ellos y los defectos en la formacin de la viruta. Tiempos demecanizado. Fuerzas de corte

Las tcnicas de corte de metales han sufrido una notable evolucin hasta llegar

a las maquinas herramienta de control numrico de nuestros das, que son capaces dellevar a cabo operaciones de corte complicadas mediante la ejecucin de unprograma.

En un principio el hombre tuvo que servirse de herramientas rudimentarias parapoder sobrevivir, los primeros materiales que fueron conformados por arranque dematerial fueron la piedra y la madera. Existen evidencias arqueolgicas de que losegipcios emplearon mecanismos rotatorios formados por palos y cuerdas para realizartaladros. Con el descubrimiento del metal las herramientas mejoraron notablementepermitiendo al hombre evolucionar no solo en la creacin y manipulacin deherramientas sino en el desarrollo de la vida.

Una de las primeras mquinas para el corte de metales es el torno de prtiga,

que se invent alrededor de 1250. A principios del siglo XV se dise un torno contransmisin por correa y accionamiento mediante una manivela. PosteriormenteLeonardo da Vinci creo un torno para roscar, Marx Lob Singer creo una cepilladora,hasta llegar a nuestros das donde las maquinas asistidas por ordenador son capacesde realizar operaciones complejas por ellas solas.

El desarrollo de estos procesos ha venido marcado por factores tales como laobtencin de mecanismos capaces de articular el movimiento de corte, la aparicin demquinas de generacin de energa como la mquina de vapor, la implantacin detcnicas de control numrico y la investigacin acerca de nuevos materiales paraherramientas.

Los procesos de mecanizado por arranque de viruta estn muy extendidos en

la industria, es un proceso basado en la dureza de los materiales, ya que si deseamostrabajar un determinado material necesitamos otro ms duro para poder penetrar en l.Este tipo de mecanizado consiste en separar material de una pieza fabricadapreviamente, ya sea de fundicin, forja, laminacin, etc, mediante la penetracin deuna herramienta en la pieza a mecanizar.

La norma DIN 8580 clasifica en seis grupos los principales procesosindustriales entre los que nos encontramos con la fabricacin mediante mecanizadopor arranque de virutas, proceso que divide en dos grupos en funcin de la forma de laherramienta cortante:

Arranque de viruta por medio de filos geomtricamente determinados.

Arranque de viruta por medio de filos geomtricamente indeterminados, en elque el material es arrancado por material abrasivo que no tiene ninguna formadeterminada.

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Para que el mecanizado por arranque de viruta se produzca y este sea de lamanera ms efectiva posible debemos considerar EL APARTADO N2 DE ESTETEMA PARMETROS QUE LO DEFINEN, RELACIN ENTRE ELLOS Y LOSDEFECTOS EN LA FORMACIN DE LA VIRUTA a la hora del mecanizado, loscuales aun no siendo los nicos son los ms relevantes:

Velocidad de corte: Velocidad lineal relativa de la herramienta respecto de lapieza en direccin del movimiento de corte. Como el movimiento de corte puede serrotativo o lineal, la velocidad de corte ser la velocidad tangencial en la zona decontacto entre herramienta y pieza o la velocidad relativa entre la pieza y laherramienta respectivamente. Se mide en m/mm y se relaciona con la velocidad degiro a travs de:

Vc=. D. N

1000

- D es el dimetro mximo de la zona de contacto entre pieza y herramienta, en mm.

- n son las revoluciones por minuto a que gira la pieza o la herramienta, en rev/min.

Avance:Distancia que recorre la herramienta en cada revolucin o carrera.Se mide en mm/rev o mm/carrera. Conocidos este valor y el de velocidad de giro sepuede calcular la velocidad de avance, definida como el desplazamiento de laherramienta respecto de la pieza en la direccin del movimiento de avance por unidadde tiempo. sta se mide en mm/min y se calcula como:

Va= a.n

Profundidad de pasada:Distancia que penetra la herramienta en la pieza,en direccin perpendicular a la velocidad de avance. Se mide en mm. A partir delavance y la profundidad de pasada se determina la seccin de viruta como: S= a p

Es importante controlar la formacin de viruta durante el mecanizado, ya queesto afectar en gran medida al acabado superficial de la pieza as como a laoperacin general de corte (vibraciones, traqueteo, desgaste de la herramienta...). Laformacin de viruta depende del tipo de material a mecanizar, del material y geometrade la herramienta y de las condiciones de corte.

As, se pueden principalmente distinguir tres tipos de viruta:

Viruta discontinua: Es una viruta que se fragmenta en pequeas porciones yse da en materiales frgiles, a bajas velocidades de corte y grandes avances yprofundidades. Debido a la naturaleza discontinua de estas virutas, las fuerzasvaran durante el corte y esto puede dar lugar a vibraciones, perjudicando elacabado superficial y las dimensiones finales de la pieza mecanizada, adems

de contribuir a un desgaste excesivo de la herramienta. Viruta continua: Se trata de una viruta larga y continua y se da en materialesdctiles a altas velocidades de corte y pequeos avances y profundidades.Aunque generan buen acabado superficial, este tipo de viruta no siempre esdeseable debido a que forma espirales que se enredan en los componentes dela mquina, molestando as en el proceso de mecanizado. Adems, sucontinuidad entorpece su evacuacin, transporte y almacenamiento. Parasolucionar estos problemas se recurre a la incorporacin de romper virutas a lageometra del filo de la herramienta.

Viruta segmentada: Son virutas semicontinuas, con aspecto de virutaserrada., con zonas de baja y alta deformacin por cortante. Se da en metalescon baja conductividad trmica y con un una resistencia que disminuye

rpidamente con la temperatura.

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Todas las operaciones de mecanizado llevan asociados unos tiemposdeterminados de los cuales depender en gran parte la produccin y el costeeconmico de las mismas, como as debe recogerse en EL APARTADO N 3TIEMPOS DE MECANIZADO

El mecanizado completo de una pieza requiere llevar a cabo una sucesin de tareas y

operaciones que abarcan la preparacin de la mquina, de las herramientas de corte,y el mecanizado propiamente dicho, durante el cual hay lapsos de tiempo en los quehay remocin de virutas y lapsos que solo involucran maniobras pasivasindispensables pero de carcter improductivo. Entre los tiempos improductivos puedencitarse: colocacin y retiro de la pieza, de herramientas, maniobras de reglaje, cambiode herramientas, tomas de medida, cambios de marcha, cambio de posicin de lapieza, etc. Estos tiempos no pueden cuantificarse previamente con precisin, solopueden hacerse estimaciones que variarn con el tipo de mquina, de pieza, operario.

Es habitual prever estimaciones considerando suficiente margen de error.Solamente despus de mecanizar cierta cantidad de piezas se tendrn valorescercanos a los obtenibles en produccin. Algunos tiempos de maniobra determinados

empricamente, han sido tabulados y se encuentran disponibles para el interesado enalgunos manuales tcnicos, sirviendo de ayuda a efectos orientativos.

Los tiempos de mecanizado propiamente dichos, cuando hay efectiva remocinde metal, pueden calcularse con bastante exactitud si las condiciones de corte estnfijadas a priori, o sea, si estn definidos los valores de velocidad de corte, profundidady avance que se van a emplear. A lo sumo, si despus de algunas pruebas semodifican dichos valores, los tiempos de mecanizado propiamente dichos quedandefinitivamente establecidos.

Por ltimo y no menos importante debemos tener siempre presente a la horade llevar a cabo cualquier procedimiento de mecanizado EL APARTADO N4 DEESTE TEMA LAS FUERZAS DE CORTE

Durante el proceso de mecanizado de una pieza, se originan tres componentes defuerza que actan sobre la herramienta de corte, Una de las componentes acta en ladireccin del avance longitudinal de la herramienta (Fa), otra en direccin del avanceradial de la herramienta (Fd) y la tercera en direccin tangencial a la superficie de lapieza (Fc), denominada fuerza principal de corte.

La determinacin de la fuerza de corte en el mecanizado permite conocer, noslo las solicitaciones dinmicas a las que se ve sometida la herramienta o la pieza,sino tambin el valor de la potencia requerida para poder efectuar el proceso. Lamayor parte de dicha potencia se consume en la eliminacin del material de la pieza,de ah que la componente de la fuerza que reviste una mayor importancia desde estepunto de vista es aqulla que tiene la misma direccin que la velocidad resultante de

corte.